공조냉동기계기사 필기 기출문제복원 (2022-03-05)

공조냉동기계기사 2022-03-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 공조냉동기계기사 2022-03-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

공조냉동기계기사
(2022-03-05 기출문제)

목록

1과목: 에너지관리

1. 다음 온열환경지표 중 복사의 영향을 고려하지 않는 것은?

  1. 유효온도(ET)
  2. 수정유효온도(CET)
  3. 예상온열감(PMV)
  4. 작용온도(OT)
(정답률: 71%)
  • 유효온도(ET)는 온도, 습도, 기류의 세 가지 요소만을 조합하여 평가하는 지표이므로 복사의 영향은 고려하지 않습니다.

    오답 노트
    수정유효온도(CET), 예상온열감(PMV), 작용온도(OT)는 모두 복사열 또는 평균복사온도를 고려하는 지표입니다.
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2. 주간 피크(peak)전력을 줄이기 위한 냉방시스템 방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 터보냉동기 방식
  2. 수축열 방식
  3. 흡수식 냉동기 방식
  4. 빙축열 방식
(정답률: 79%)
  • 주간 피크 전력을 줄이기 위해서는 심야 전력을 이용해 에너지를 저장하거나 가스를 사용하는 방식이 필요합니다. 터보냉동기 방식은 전력 소모가 커서 오히려 주간 피크 전력을 증가시킵니다.

    오답 노트
    수축열 방식, 빙축열 방식, 흡수식 냉동기 방식: 전력 부하를 분산하거나 대체 에너지를 사용하여 피크 전력을 낮추는 방식입니다.
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3. 실내 공기 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유리면 등의 표면에 결로가 생기는 것은 그 표면온도가 실내의 노점온도보다 높게 될 때이다.
  2. 실내 공기 온도가 높으면 절대습도가 높다.
  3. 실내 공기의 건구 온도가 그 공기의 노점 온도와의 차는 상대습도가 높을수록 작아진다.
  4. 건구온도가 낮은 공기일수록 많은 수증기를 함유할 수 있다.
(정답률: 62%)
  • 상대습도가 $100\%$에 도달하면 건구온도와 노점온도가 일치하게 됩니다. 따라서 상대습도가 높을수록 두 온도 사이의 차이는 점점 작아지게 됩니다.

    오답 노트
    유리면 결로: 표면온도가 노점온도보다 낮을 때 발생
    절대습도: 공기 온도와 반드시 비례하는 관계는 아님
    수증기 함유량: 건구온도가 낮을수록 함유할 수 있는 최대 수증기량은 감소
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4. 열교환기에서 냉수코일 입구 측의 공기와 물의 온도차가 16℃, 냉수코일 출구 측의 공기와 물이 온도차가 6℃이면 대수평균온도차(℃)는 얼마인가?

  1. 10.2
  2. 9.25
  3. 8.37
  4. 8.00
(정답률: 71%)
  • 열교환기에서 두 유체 사이의 온도 차이가 위치에 따라 변할 때 사용하는 대수평균온도차(LMTD) 계산 문제입니다.
    $$\text{LMTD} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)}$$
    $$\text{LMTD} = \frac{16 - 6}{\ln(16 / 6)}$$
    $$\text{LMTD} = 10.2$$
  • (16-6)/ln(16/6)=10.195=10.2
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5. 습공기를 단열 가습하는 경우 열수분비(u)는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 74%)
  • 열수분비는 가습 과정에서 단위 수분량 변화당 엔탈피 변화량을 의미합니다.
    단열 가습은 외부와의 열 교환이 없는 과정이므로 엔탈피 변화량이 $0$이 됩니다.
    $$\text{열수분비} = \frac{\text{엔탈피 변화량}}{\text{수분 변화량}}$$
    $$\text{열수분비} = \frac{0}{\text{수분 변화량}}$$
    $$\text{열수분비} = 0$$
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6. 습공기선도(t-x선도)상에서 알 수 없는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 습구온도
  3. 풍속
  4. 상대습도
(정답률: 83%)
  • 습공기선도는 공기의 상태를 나타내는 도표로 온도, 습도, 엔탈피, 비체적, 현열비, 열수분비, 포화도, 수증기 분압 등을 확인할 수 있습니다. 풍속은 공기의 역학적 흐름에 관한 수치이므로 습공기선도에서 알 수 없습니다.
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7. 다음 중 풍량조절 댐퍼의 설치위치로 가장 적절하지 않은 곳은?

  1. 송풍기, 공조기의 토출측 및 흡입측
  2. 연소의 우려가 있는 부분의 외벽 개구부
  3. 분기덕트에서 풍량조정을 필요로 하는 곳
  4. 덕트계에서 분기하여 사용하는 곳
(정답률: 78%)
  • 연소의 우려가 있는 부분의 외벽 개구부에는 풍량 조절이 아닌, 화재 확산을 방지하기 위한 방화댐퍼(Fire Damper)를 설치해야 합니다.
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8. 수냉식 응축기에서 냉각수 입·출구 온도차가 5℃, 냉각수량이 300 LPM인 경우 이 냉각수에서 1시간에 흡수하는 열량은 1시간당 LNG 몇 N·m3을 연소한 열량과 같은가? (단, 냉각수의 비열은 4.2 kJ/kg·℃, LNG 발열량은 43961.4 kJ/N·m3, 열손실은 무시한다.)

  1. 4.6
  2. 6.3
  3. 8.6
  4. 10.8
(정답률: 54%)
  • 냉각수가 흡수한 총 열량을 계산한 뒤, 이를 LNG의 단위 발열량으로 나누어 연소량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{m \times C \times \Delta T \times t}{H}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{300 \times 4.2 \times 5 \times 60}{43961.4}$
    ③ [최종 결과] $Q = 8.6$
  • 300 × 60 × 4.2 × 5 = 378,000
    378,000 ÷ 43961.4 = 8.6
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9. 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하기 위하여 설치하는 댐퍼로 가장 적절한 것은?

  1. 방화 댐퍼
  2. 스플릿 댐퍼
  3. 피봇 댐퍼
  4. 터닝 베인
(정답률: 84%)
  • 스플릿(Split)은 '나누다'라는 의미를 가지고 있으며, 덕트의 분기점에서 공기의 흐름을 나누어 풍량을 조절하는 데 사용되는 댐퍼입니다.

    오답 노트
    피봇 댐퍼: 방화 댐퍼의 한 종류임
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10. 증기난방 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 환수방식에 따라 중력환수식과 진공환수식, 기계환수식으로 구분한다.
  2. 배관방법에 따라 단관식과 복관식이 있다.
  3. 예열시간이 길지만 열량 조절이 용이하다.
  4. 운전 시 중기 해머로 인한 소음을 일으키기 쉽다.
(정답률: 84%)
  • 증기난방 방식은 열전달 속도가 빨라 예열시간이 짧지만, 온도를 정밀하게 조절하기는 어렵다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    예열시간이 길지만 열량 조절이 용이하다: 온수난방 방식의 특징입니다.
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11. 공기 중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도 즉, 공기가 포화상태로 될 때의 온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 건구온도
  2. 노점온도
  3. 습구온도
  4. 상당외기온도
(정답률: 81%)
  • 공기 중의 수증기가 냉각되어 응축(결로)되기 시작하는 시점의 온도를 노점온도라고 합니다.
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12. 다음 중 일반 사무용 건물의 난방부하 계산 결과에 가장 작은 영향을 미치는 것은?

  1. 외기온도
  2. 벽체로부터의 손실열량
  3. 인체 부하
  4. 틈새바람 부하
(정답률: 80%)
  • 난방부하는 실내 온도를 유지하기 위해 공급해야 할 열량을 의미합니다. 인체 부하는 실내에서 열을 방출하는 획득부하에 해당하므로, 난방 시에는 오히려 도움이 되는 요소가 되어 계산 결과에 미치는 영향이 가장 작습니다.
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13. 에어와셔 단열 가습시 포화효율(η)은 어떻게 표시하는가? (단, 입구공기의 건구온도 t1, 출구공기의 건구온도 t2, 입구공기의 습구온도 tw1, 출구공기의 습구온도 tw2 이다.)

(정답률: 66%)
  • 에어와셔의 단열 가습 시 포화효율은 입구 건구온도와 출구 건구온도의 차이를 입구 건구온도와 입구 습구온도의 차이로 나누어 계산합니다.
    $$\eta = \frac{(t_1 - t_2)}{(t_1 - t_{w1})}$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 정방실에 35kW의 모터에 의해 구동되는 정방기가 12대 있을 때 전력에 의한 취득열량(kW)은 얼마인가? (단, 전동기와 이것에 의해 구동되는 기계가 같은 방에 있으며, 전동기의 가동율은 0.74 이고, 전동기 효율은 0.87, 전동기 부하율은 0.92 이다.)

  1. 483
  2. 420
  3. 357
  4. 329
(정답률: 58%)
  • 전동기와 구동 기계가 같은 방에 있을 때, 전력에 의한 취득열량은 전동기의 입력 전력에 가동율과 부하율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{P \times N \times f \times L}{\eta}$ (취득열량 = 모터용량 × 대수 × 가동율 × 부하율 / 효율)
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{35 \times 12 \times 0.74 \times 0.92}{0.87}$
    ③ [최종 결과] $Q = 328.66$
  • 모터 출력: 35kW
    증기기가 12대 있음

    전동기 가동율: 0.74

    전동기 효율: 0.87

    전동기 부하율: 0.92

    구하는 것: 전력에 의한 취득열량 (kW)



    ---

    풀이과정:

    1. 모터 하나당 실제 출력 계산:

    모터 정격 출력 = 35 kW

    부하율 0.92를 적용

    실제 부하 출력 = 35 × 0.92 = 32.2 kW



    2. 전동기의 입력 전력 계산:

    전동기 효율이 0.87이므로

    입력 전력 = 출력 / 효율

    입력 전력 = 32.2 ÷ 0.87 ≈ 37.0115 kW



    3. 전체 전력 소모량 계산:

    증기기가 12대 있으므로

    전체 입력 전력 = 37.0115 × 12 ≈ 444.138 kW



    4. 가동율 고려:

    가동율 0.74를 적용

    실제 가동 시 전력 소모 = 444.138 × 0.74 ≈ 328.662 kW



    5. 최종 정리:

    약 329 kW 취득

    정답: ④ 329

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15. 보일러의 시운전 보고서에 관한 내용으로 가장 관련이 없는 것은?

  1. 제어기 세팅 값과 입/출수 조건 기록
  2. 입/출구 공기의 습구온도
  3. 연도 가스의 분석
  4. 성능과 효율 측정 값을 기록, 설계 값과 비교
(정답률: 61%)
  • 입/출구 공기의 습구온도는 보일러가 아닌 냉각탑 시운전 보고서에 작성되는 항목입니다.
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16. 다음 용어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 자유면적 : 취출구 혹은 흡입구 구멍면적의 합계
  2. 도달거리 : 기류의 중심속도가 0.25m/s에 이르렀을 때, 취출구에서의 수평거리
  3. 유인비 : 전공기량에 대한 취출공기량(1차 공기)의 비
  4. 강하도 : 수평으로 취출된 기류가 일정거리만큼 진행한 뒤 기류중심선과 취출구 중심과의 수직거리
(정답률: 73%)
  • 유인비는 취출된 1차 공기량에 의해 유인된 전체 공기량(1차 공기량 + 2차 공기량)의 비율을 의미합니다.
    $$유인비 = \frac{1차 공기량 + 2차 공기량}{1차 공기량}$$
  • 유인비 : 전공기량에 대한 취출공기량(2차 공기)의 비
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17. 증기난방과 온수난방의 비교 설명으로 틀린 것은?

  1. 주 이용열로 증기난방은 잠열이고, 온수난방은 현열이다.
  2. 증기난방에 비하여 온수난방은 방열량을 쉽게 조절할 수 있다.
  3. 장거리 수송으로 증기난방은 발생증기압에 의하여, 온수난방은 자연순환력 또는 펌프 등의 기계력에 의한다.
  4. 온수난방에 비하여 증기난방은 예열부하와 시간이 많이 소요된다.
(정답률: 79%)
  • 증기난방은 온수난방에 비해 열전달 속도가 빠르기 때문에 예열부하와 예열 시간이 훨씬 적게 소요됩니다.
  • 증기난방은 온수난방에 비해 예열시간이 짧다.
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18. 공기조화 시스템에 사용되는 댐퍼의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반 댐퍼(Volume Control Damper) : 공기 유량조절이나 차단용이며, 아연도금 철판이나 알루미늄 재료로 제작된다.
  2. 방화댐퍼(Fire Damper) : 방화벽을 관통하는 덕트에 설치되며, 화재 발생시 자동으로 폐쇄되어 화염의 전파를 방지한다.
  3. 밸런싱 댐퍼(Balancing Damper) : 덕트의 여러 분기관에 설치되어 분기관의 풍량을 조절하며, 주로 T.A.B 시 사용된다.
  4. 정풍량 댐퍼(Linear Volume Control Damper) : 에너지절약을 위해 결정된 유량을 선형적으로 조절하며, 역류방지 기능이 있어 비싸다.
(정답률: 77%)
  • 정풍량 댐퍼는 결정된 유량을 일정하게 유지하는 장치이며, 역류방지 기능은 없습니다.

    오답 노트
    역류방지 기능: 백 드래프트 댐퍼(Back Draft Damper)의 특성임
  • 정풍량 댐퍼
    에너지 절약 및 공정상의 이유로, 일정량의 공기 또는 가스만 흘러야할 필요가 있을 때 사용된다.
    역풍방지 댐퍼(back draft damper, shutter, check damper)
    역류현상을 방지하기 위하여 기류의 중간에 설치하는 댐퍼를 말하며, 체크댐퍼 (check damper)라고 한다.
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19. 공기조화시 T.A.B 측정 절차 중 측정요건으로 틀린 것은?

  1. 시스템의 검토 공정이 완료되고 시스템 검토보고서가 완료되어야 한다.
  2. 설계도면 및 관련 자료를 검토한 내용을 토대로 하여 보고서 양식에 장비규격 등의 기준이 완료되어야 한다.
  3. 댐퍼, 말단 유닛, 터미널의 개도는 완전 밀폐되어야 한다.
  4. 제작사의 공기조화시 시운전이 완료되어야 한다.
(정답률: 81%)
  • T.A.B 측정 시에는 정확한 풍량 측정을 위해 댐퍼, 말단 유닛, 터미널의 개도가 완전 개방되어 있어야 합니다.
  • 댐퍼, 말단 유닛, 터미널의 개도는 완전 밀폐되어야 한다. (틀린 내용입니다. T.A.B 측정은 실제 운전 조건에서 풍량 등을 조절하는 과정이므로, 댐퍼, 말단 유닛 등의 기도는 특정 값으로 조정되어야 하며 완전 밀폐 상태가 아닙니다.)
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20. 강제순환식 온수난방에서 개방형 팽창탱크를 설치하려고 할 때, 적당한 온수의 온도는?

  1. 100℃ 미만
  2. 130℃ 미만
  3. 150℃ 미만
  4. 170℃ 미만
(정답률: 78%)
  • 온수난방은 사용 온도에 따라 저온수식과 고온수식으로 나뉩니다. 개방형 팽창탱크를 설치하는 저온수식은 보통 $80^{\circ}C$이하, 최대 $100^{\circ}C$ 미만의 온수를 사용합니다.

    오답 노트
    $130^{\circ}C$ 미만, $150^{\circ}C$ 미만, $170^{\circ}C$ 미만: $100^{\circ}C$이상의 고온수식에 해당하며, 이때는 밀폐식 팽창탱크를 설치해야 합니다.
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2과목: 공조냉동설계

21. 부피가 0.4m3인 밀폐된 용기에 압력 3MPa, 온도 100℃의 이상기체가 들어있다. 기체의 정압비열 5 kJ/kg·K, 정적비열 3 kJ/kg·K 일 때 기체의 질량(kg)은 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 2.4
  4. 2.7
(정답률: 58%)
  • 이상기체 상태방정식 $PV = mRT$를 이용하며, 기체상수 $R$은 정압비열과 정적비열의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{P V}{(C_p - C_v) T}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{3000 \times 0.4}{(5 - 3) \times 373}$
    ③ [최종 결과] $m = 1.6$
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22. 온도 100℃, 압력 200kPa의 이상기체 0.4kg이 가역단열과정으로 압력이 100kPa로 변화하였다면, 기체가 한 일(kJ)은 얼마인가? (단, 기체 비열비 1.4, 정적비열 0.7 kJ/kg·K 이다.)

  1. 13.7
  2. 18.8
  3. 23.6
  4. 29.4
(정답률: 42%)
  • 가역단열과정에서 기체상수 $R$과 체적 변화를 먼저 구한 뒤, 단열일 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{P_1 V_1 - P_2 V_2}{k - 1}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{200 \times 0.209 - 100 \times 0.343}{1.4 - 1}$
    ③ [최종 결과] $W = 18.8$

  • 비열비와 정적비열 관계
    비열비 이므로,
    C_p = 1.4 \times 0.7 = 0.98 \, \text{kJ/kg·K} 단열 과정의 공식
    가역단열과정에서 기체가 한 일은 다음 공식으로 구할 수 있습니다. W = \frac{P_2 V_2 - P_1 V_1}{1-\gamma}

    하지만 부피를 모르므로, 이상기체 상태방정식 를 이용하여 부피를 구해야 합니다.

    단, 질량 , 특정가스상수 을 이용할 수 있습니다.

    R = 0.98 - 0.7 = 0.28 \, \text{kJ/kg·K} 초기 부피 구하기
    이상기체 방정식: PV = mRT \quad \Rightarrow \quad V = \frac{mRT}{P}

    초기 상태에서:

    따라서,

    V_1 = \frac{0.4 \times 0.28 \times 373}{200}

    계산하면:

    V_1 = \frac{41.776}{200} = 0.20888 \, \text{m}^3 단열 과정의 부피-압력 관계
    가역단열 과정에서는 다음 식이 성립합니다. P_1 V_1^\gamma = P_2 V_2^\gamma

    따라서 는:

    V_2 = V_1 \left( \frac{P_1}{P_2} \right)^{\frac{1}{\gamma}}

    수치 대입:

    V_2 = 0.20888 \times \left( \frac{200}{100} \right)^{\frac{1}{1.4}} V_2 = 0.20888 \times (2)^{0.714} (2)^{0.714} \approx 1.652 V_2 \approx 0.20888 \times 1.652 = 0.3452 \, \text{m}^3 일 계산하기
    공식: W = \frac{P_2 V_2 - P_1 V_1}{1 - \gamma}

    수치 대입:

    W = \frac{100 \times 0.3452 - 200 \times 0.20888}{1 - 1.4}

    단위 일치 위해 압력 kPa, 부피 m³ 이므로 결과는 kJ 입니다.

    계산:

    = \frac{34.52 - 41.776}{-0.4}

    = \frac{-7.256}{-0.4} ]

    = 18.14 \, \text{kJ}

    따라서 약 18.8 kJ 가 됩니다.
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23. 70kPa에서 어떤 기체의 체적이 12m3이었다. 이 기체를 800kPa 까지 폴리트로픽 과정으로 압축했을 때 체적이 2m3으로 변화했다면, 이 기체의 폴리트로픽 지수는 약 얼마인가?

  1. 1.21
  2. 1.28
  3. 1.36
  4. 1.43
(정답률: 49%)
  • 폴리트로픽 과정의 관계식을 이용하여 지수 $n$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{\ln(P_2 / P_1)}{\ln(V_1 / V_2)}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{\ln(800 / 70)}{\ln(12 / 2)}$
    ③ [최종 결과] $n = 1.36$
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24. 공기 정압비열(CP, kJ/kg·℃)이 다음과 같을 때 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 일정한 압력하에서 가열하는데 필요한 열량(kJ)은 약 얼마인가? (단, 다음 식에서 t는 섭씨온도를 나타낸다.)

  1. 85.5
  2. 100.9
  3. 312.7
  4. 504.6
(정답률: 57%)
  • 정압비열이 온도에 따라 변하는 경우, 평균 온도($t_{m}$)를 사용하여 필요한 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = m \times C_{P}(t_{m}) \times \Delta t$
    ② [숫자 대입] $Q = 5 \times (1.0053 + 0.000079 \times 50) \times (100 - 0)$
    ③ [최종 결과] $Q = 504.6$
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25. 흡수식 냉동기의 냉매의 순환 과정으로 옳은 것은?

  1. 증발기(냉각기)→흡수기→재생기→응축기
  2. 증발기(냉각기)→재생기→흡수기→응축기
  3. 흡수기→증발기(냉각기)→재생기→응축기
  4. 흡수기→재생기→증발기(냉각기)→응축기
(정답률: 61%)
  • 흡수식 냉동기는 냉매가 증발기에서 열을 흡수하고, 흡수기에서 흡수제에 흡수된 후, 재생기에서 분리되어 응축기로 이동하는 순환 과정을 거칩니다.
    핵심 순환 경로: 증발기(냉각기) $\rightarrow$ 흡수기 $\rightarrow$ 재생기 $\rightarrow$ 응축기
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26. 이상기체 1kg이 초기에 압력 2kPa, 부피 0.1m3를 차지하고 있다. 가역등온과정에 따라 부피가 0.3m3로 변화했을 때 기체가 한 일(J)은 얼마인가?

  1. 9540
  2. 2200
  3. 954
  4. 220
(정답률: 52%)
  • 가역등온과정에서 기체가 한 일은 압력과 부피의 곱에 부피 변화비의 자연로그 값을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = P_{1}V_{1} \ln \frac{V_{2}}{V_{1}}$
    ② [숫자 대입] $W = (2 \times 10^{3}) \times 0.1 \times \ln \frac{0.3}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $W = 220$
  • P*V*In(V2/V1)
    2*0.1*In(0.3/0.1) = 0.219722kJ *1000 = 219.722J
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27. 증기터빈에서 질량유량이 1.5kg/s 이고, 열손실율이 8.5kW이다. 터빈으로 출입하는 수증기에 대하여 그림에 표시한 바와 같은 데이터가 주어진다면 터빈의 출력(kW)은 약 얼마인가?

  1. 273.3
  2. 655.7
  3. 1357.2
  4. 2616.8
(정답률: 55%)
  • 터빈의 출력은 에너지 보존 법칙(열역학 제1법칙)에 따라 입구와 출구의 엔탈피, 운동에너지, 위치에너지 차이에서 열손실을 제외하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $W_{t} = \dot{m} [ (h_{i} - h_{e}) + \frac{v_{i}^{2} - v_{e}^{2}}{2} + g(z_{i} - z_{e}) ] - Q_{out}$
    ② [숫자 대입] $W_{t} = 1.5 [ (3137.0 - 2675.5) + \frac{50^{2} - 200^{2}}{2 \times 1000} + \frac{9.81(6 - 3)}{1000} ] - 8.5$
    ③ [최종 결과] $W_{t} = 655.7$
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28. 냉동사이클에서 응축온도 47℃, 증발온도 –10℃이면 이론적인 최대 성적계수는 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 3.45
  3. 4.61
  4. 5.36
(정답률: 62%)
  • 이론적인 최대 성적계수(COP)는 카르노 냉동사이클의 성적계수를 의미하며, 절대온도(K)를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{273 - 10}{(273 + 47) - (273 - 10)}$
    ③ [최종 결과] $COP = 4.61$
  • 263 ÷ (320 -263) = 4.61
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29. 압축기의 체적효율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 간극체적(top clearance)이 작을수록 체적효율은 작다.
  2. 같은 흡입압력, 같은 증기 과열도에서 압축비가 클수록 체적효율은 작다.
  3. 피스톤 링 및 흡입 밸브의 시트에서 누설이 작을수록 체적효율이 작다.
  4. 이론적 요구 압축동력과 실제 소요 압축동력의 비이다.
(정답률: 48%)
  • 압축기의 체적효율은 압축비가 커질수록 간극체적의 영향이 증가하여 실제 흡입되는 냉매량이 줄어들기 때문에 효율이 감소합니다.

    오답 노트
    간극체적: 작을수록 체적효율은 증가
    누설: 작을수록 체적효율은 증가
    정의: 실제 흡입량과 이론적 흡입량의 비
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30. 냉동장치에서 플래쉬 가스의 발생원인으로 틀린 것은?

  1. 액관이 직사광선에 노출되었다
  2. 응축기의 냉각수 유량이 갑자기 많아졌다.
  3. 액관이 현저하게 입상하거나 지나치게 길다.
  4. 관의 지름이 작거나 관 내 스케일에 의해 관경이 작아졌다.
(정답률: 67%)
  • 플래쉬 가스는 증발기 외의 곳에서 냉매 액체가 기화되는 현상으로, 주로 고온이나 압력 강하(저압) 상태에서 발생합니다. 응축기의 냉각수 유량이 갑자기 많아지면 냉매가 과냉각되어 액화가 촉진되므로 플래쉬 가스 발생 원인으로 적절하지 않습니다.
  • 정답: 2 응축기의 냉각수 유량이 갑자기 많아지면 응축 압력이 낮아져 플래시 가스 발생을 억제합니다.
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31. 프레온 냉동장치에서 가용전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가용전의 용융온도는 일반적으로 75℃이하로 되어 있다.
  2. 가용전은 Sn, Cd, Bi 등의 합금이다.
  3. 온도상승에 따른 이상 고압으로부터 응축기 파손을 방지한다.
  4. 가용전의 구경은 안전밸브 최소구경의 1/2 이하이어야 한다.
(정답률: 70%)
  • 가용전은 이상 고온 시 녹아서 냉매를 방출해 응축기 파손을 막는 안전장치입니다. 이때 가용전의 구경은 충분한 방출량을 확보하기 위해 안전밸브 최소구경의 $1/2$이상이어야 합니다.
  • 2) 가융합금의 용융온도: 68~75C 이하 3) 구경 : 안전변 구경의 1/2 이상 4) 설치시 주의사항 : 토출가스의 영향을 직접 받지 않는 곳 5) 합금성분: Cd(카드늄), Bi(비스므트), Pb(납), Sn(주석), Sb(안티몬)
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32. 흡수식 냉동기에 사용되는 흡수제의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 냉매와 비등온도 차이가 작을 것
  2. 화학적으로 안정하고 부식성이 없을 것
  3. 재생에 필요한 열량이 크지 않을 것
  4. 점성이 작을 것
(정답률: 67%)
  • 흡수제가 냉매를 흡수했다가 재생기에서 다시 분리해내려면, 냉매와 흡수제의 비등점 차이가 커야 열에 의해 효과적으로 분리될 수 있습니다. 따라서 냉매와 비등온도 차이가 작을 것이라는 설명은 틀린 조건입니다.
  • 냉매와 비등점 차이가 클 것: 흡수제는 냉매를 흡수하여 냉매의 증발을 돕고, 재생 과정에서 냉매와 쉽게 분리되어야 하므로 비등점 차이가 커야 합니다.
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33. 클리어런스 포켓이 설치된 압축기에서 클리어런스가 커질 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동능력이 감소한다.
  2. 피스톤의 체적 배출량이 감소한다.
  3. 체적효율이 저하한다.
  4. 실제 냉매 흡입량이 감소한다.
(정답률: 46%)
  • 클리어런스(간극체적)가 커지면 체적효율이 저하되어 실제 냉매 흡입량과 냉동능력이 감소하지만, 피스톤의 체적 배출량 자체는 기계적 구조에 의해 결정되므로 변하지 않습니다.

    오답 노트
    냉동능력이 감소한다: 체적효율 저하로 인해 발생
    체적효율이 저하한다: 간극체적 증가 시 분자 값이 작아짐
    실제 냉매 흡입량이 감소한다: 체적효율과 비례하여 감소
  • 클리어런스 포켓은 압축기의 실린더 헤드 부분에 만들어진 작은 공간입니다 피스톤이 상사점에 도달했을 때 이 공간에 남아있는 냉매 가스를 클리어런스 가스라고 합니다. 클리어런스가 커지면 다음과 같은 현상이 발생합니다.
    냉동능력 감소: 압축 과정에서 실제로 흡입되는 냉매량이 줄어들기 때문에 냉동 효과가 떨어집니다.
    피스톤의 체적 배출량 감소: 매 행정당 압축기가 밀어내는 냉매 가스의 양이 줄어듭니다
    체적 효율 저하: 이론적인 체적과 실제 흡입된 체적의 비율인 체적 효율이 감소합니다.
    실제 냉매 흡입량 감소: 팽창 행정에서 클리어런스 가스가 재팽창하면서 실린더 내 공간을 차지하여 실제로 흡입할 수 있는 냉매량이 줄어듭니다.
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34. 이상기체 1kg을 일정 체적 하에 20℃로부터 100℃로 가열하는데 836kJ의 열량이 소요되었다면 정압비열(kJ/kg·K)은 약 얼마인가? (단, 해당가스의 분자량은 2이다.)

  1. 2.09
  2. 6.27
  3. 10.5
  4. 14.6
(정답률: 33%)
  • Absolutely! Let's break down this thermodynamics problem step by step.
    문제:
    이상 기체 1kg을 일정한 부피 하에서 20°C로부터 100°C로 가열하는 데 836kJ의 열량이 소요되었다면 정적 비열 (c_v)은 약 얼마인가? (단, 해당 기체의 분자량은 2이다.)
    풀이:
    * 주어진 정보:
    * 기체의 질량 (m) = 1 kg
    * 초기 온도 (T_1) = 20°C = 20 + 273.15 = 293.15 K
    * 최종 온도 (T_2) = 100°C = 100 + 273.15 = 373.15 K
    * 가해진 열량 (Q) = 836 kJ
    * 분자량 (M) = 2
    * 정적 과정: 문제에서 "일정한 부피 하에서" 가열했다고 했으므로 이는 정적 과정입니다. 정적 과정에서는 가해진 열량이 모두 내부 에너지 변화 (\Delta U)로 전환됩니다.
    Q = \Delta U
    * 내부 에너지 변화와 정적 비열의 관계: 내부 에너지 변화는 다음과 같이 정적 비열 (c_v)과 질량, 온도 변화량 (\Delta T)으로 나타낼 수 있습니다.
    \Delta U = m \cdot c_v \cdot \Delta T
    여기서 \Delta T = T_2 - T_1 = 373.15 K - 293.15 K = 80 K 입니다.
    * 정적 비열 (c_v) 계산: 위 두 식을 결합하면 다음과 같습니다.
    Q = m \cdot c_v \cdot \Delta T
    이제 c_v에 대해 식을 정리하고 주어진 값을 대입합니다.
    c_v = \frac{Q}{m \cdot \Delta T} = \frac{836 \text{ kJ}}{1 \text{ kg} \cdot 80 \text{ K}} = 10.45 \text{ kJ/kg·K}
    * 결과 확인: 계산된 정적 비열 값은 약 10.45 kJ/kg·K입니다. 주어진 선택지 중에서 가장 가까운 값은 ③ 10.5 입니다.
    따라서 정답은 ③입니다.
  • 정적 과정에서 가열량으로 정적비열을 먼저 구한 뒤, 마이어의 관계식을 통해 정압비열을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $C_p = \frac{Q}{m \Delta T} + \frac{R_u}{M}$
    ② [숫자 대입] $C_p = \frac{836}{1 \times (100 - 20)} + \frac{8.314}{2}$
    ③ [최종 결과] $C_p = 14.6$
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35. 20℃의 물로부터 0℃의 얼음을 매 시간당 90kg을 만드는 냉동기의 냉동능력(kW)은 얼마인가? (단, 물의 비열 4.2kJ/kg·K, 물의 응고 잠열 335kJ/kg이다.)

  1. 7.8
  2. 8.0
  3. 9.2
  4. 10.5
(정답률: 53%)
  • 냉동능력은 물을 냉각시키는 현열량과 얼음으로 만드는 잠열량의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \dot{m} C \Delta T + \dot{m} L$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{90}{3600} \times 4.2 \times 20 + \frac{90}{3600} \times 335$
    ③ [최종 결과] $Q = 10.5$
  • 냉동기의 냉동 능력은 단위 시간당 제거할 수 있는 열량으로 정의됩니다. 여기서는 20℃의 물을 0℃의 얼음으로 만드는 데 필요한 총 열량을 계산하고, 이를 시간당 값으로 변환해야 합니다.
    이 과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있습니다.
    1. 물을 20℃에서 0℃로 냉각시키는 데 필요한 열량 (Q_1) 계산:
    물의 비열 (c)은 4.2 kJ/kg·K이고, 질량 (m)은 90 kg이며, 온도 변화 (\Delta T)는 20℃ - 0℃ = 20℃ = 20 K입니다.
    따라서 필요한 열량은 다음과 같습니다.
    Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$$$$Q_1 = 90 \text{ kg} \cdot 4.2 \text{ kJ/kg·K} \cdot 20 \text{ K}$$$$Q_1 = 7560 \text{ kJ}
    2. 0℃의 물을 0℃의 얼음으로 상변화시키는 데 필요한 열량 (Q_2) 계산:
    물의 응고 잠열 (L_f)은 335 kJ/kg이고, 질량 (m)은 90 kg입니다.
    따라서 필요한 열량은 다음과 같습니다.
    Q_2 = m \cdot L_f$$$$Q_2 = 90 \text{ kg} \cdot 335 \text{ kJ/kg}$$$$Q_2 = 30150 \text{ kJ}
    3. 총 열량 (Q_{total}) 계산:
    총 열량은 물을 냉각시키는 데 필요한 열량과 상변화시키는 데 필요한 열량의 합입니다.
    Q_{total} = Q_1 + Q_2$$$$Q_{total} = 7560 \text{ kJ} + 30150 \text{ kJ}$$$$Q_{total} = 37710 \text{ kJ}
    4. 냉동 능력 (kW) 계산:
    문제에서 매 시간당 90kg의 얼음을 만든다고 했으므로, 총 열량은 1시간 동안 제거해야 하는 열량입니다. 냉동 능력은 단위 시간당 제거하는 에너지의 양이므로, 총 열량을 시간으로 나누어 와트(W) 또는 킬로와트(kW) 단위로 변환합니다.
    1 시간 = 3600 초
    냉동 능력 = \frac{Q_{total}}{\text{시간}}
    냉동 능력 = \frac{37710 \text{ kJ}}{3600 \text{ s}}
    냉동 능력 = \frac{37710 \times 1000 \text{ J}}{3600 \text{ s}}
    냉동 능력 = 10475 \text{ W}
    냉동 능력 = 10.475 \text{ kW}
    따라서 냉동기의 냉동 능력은 약 10.5 kW입니다.
    정답: ④ 10.5
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36. 2차유체로 사용되는 브라인의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 비등점이 높고, 응고점이 낮을 것
  2. 점도가 낮을 것
  3. 부식성이 없을 것
  4. 열전달률이 작을 것
(정답률: 67%)
  • 브라인은 냉매의 냉기를 전달하는 2차 유체이므로, 효율적인 열전달을 위해 열전달률이 커야 합니다.

    오답 노트
    비등점이 높고 응고점이 낮을 것: 동결 방지 및 증발 억제 필요
    점도가 낮을 것: 유동성 확보 필요
    부식성이 없을 것: 배관 부식 방지 필요
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37. 카르노 사이클로 작동되는 기관의 실린더 내에서 1kg의 공기가 온도 120℃에서 열량 40kJ를 받아 등온팽창 한다면 엔트로피의 변화(kJ/kg·K)는 약 얼마인가?

  1. 0.102
  2. 0.132
  3. 0.162
  4. 0.192
(정답률: 54%)
  • 등온 과정에서 엔트로피 변화량은 가해진 열량을 절대 온도로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = \frac{Q}{T}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = \frac{40}{273 + 120}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 0.102$
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38. 표준냉동사이클의 단열 교축과정에서 입구 상태와 출구 상태의 엔탈피는 어떻게 되는가?

  1. 입구 상태가 크다.
  2. 출구 상태가 크다.
  3. 같다.
  4. 경우에 따라 다르다.
(정답률: 74%)
  • 표준냉동사이클의 팽창 과정 특성을 묻는 문제입니다.
    단열 교축과정(팽창 과정)은 외부와 열 교환이 없고 외부로 하는 일도 없는 과정으로, 입구와 출구의 엔탈피가 변하지 않는 등엔탈피 과정입니다.
    따라서 입구 상태와 출구 상태의 엔탈피는 같습니다.
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39. 온도식 자동팽창밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 형식에는 일반적으로 벨로즈식과 다이어프램식이 있다.
  2. 구조는 크게 감온부와 작동부로 구성된다.
  3. 만액식 증발기나 건식 증발기에 모두 사용이 가능하다.
  4. 증발기 내 압력을 일정하게 유지하도록 냉매유량을 조절한다.
(정답률: 51%)
  • 온도식 자동팽창밸브의 작동 원리에 관한 문제입니다.
    온도식 자동팽창밸브는 증발기 출구의 과열도를 감지하여 증발기 내의 온도를 일정하게 유지하도록 냉매 유량을 조절하는 장치입니다.

    오답 노트
    증발기 내 압력을 일정하게 유지하도록 냉매유량을 조절한다: 압력이 아닌 온도를 일정하게 유지하여 과열도를 조절하는 것이 목적입니다.
  • 4 증발기 내 압력을 일정하게 유지하도록 냉매 유량을 조절한다. - 이것이 틀린 설명입니다. TXV의 주요 목적은 증발기 내 압력을 일정하게 유지하는 것이 아니라, 증발기 출구 냉매의 과열도를 일정하게 유지하는 것입니다. 증발기 내 압력은 냉매의 증발 온도와 관련되며, 시스템의 부하 변화 등에 따라 변동될 수 있습니다. TXV는 이러한 압력 변화에 대응하여 냉매 유량을 조절함으로써 일정한 과열도를 유지하려고 노력합니다.
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40. 다음 중 검사질량의 가역 열전달 과정에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열전달량은 와 같다.
  2. 열전달량은 보다 크다.
  3. 열전달량은 와 같다.
  4. 열전달량은 보다 크다.
(정답률: 60%)
  • 검사질량의 가역 열전달 과정에서 열전달량의 정의를 묻는 문제입니다.
    T-s 선도에서 가역 과정의 열전달량은 온도 $T$와 엔트로피 변화량 $dS$의 곱을 적분한 값과 같습니다.
    따라서 열전달량은 $\int T dS$와 같습니다.
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3과목: 시운전 및 안전관리

41. 고압가스 안전관리법령에 따라 ( ) 안의 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠ 2분의 1 이상, ㉡ 2분의 1 미만
  2. ㉠ 2분의 1 초과, ㉡ 2분의 1 이하
  3. ㉠ 5분의 2 이상, ㉡ 5분의 2 미만
  4. ㉠ 5분의 2 초과, ㉡ 5분의 2 이하
(정답률: 72%)
  • 고압가스 안전관리법령상 용기의 상태 구분 기준에 대한 문제입니다.
    충전용기는 고압가스의 충전질량 또는 충전압력의 2분의 1 이상이 충전되어 있는 상태를 말하며, 잔가스용기는 충전질량 또는 충전압력의 2분의 1 미만이 충전되어 있는 상태를 말합니다.
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42. 기계설비법령에 따라 기계설비 발전 기본계획은 몇 년마다 수립·시행하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 65%)
  • 기계설비법 제5조(기계설비 발전 기본계획의 수립)에 따라, 국토교통부장관은 기계설비산업의 육성과 효율적인 유지관리 및 성능 확보를 위해 기계설비 발전 기본계획을 $5\text{년}$마다 수립·시행하여야 합니다.
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43. 기계설비법령에 따라 기계설비 유지관리교육에 관한 업무를 위탁받아 시행하는 기관은?

  1. 한국기계설비건설협회
  2. 대한기계설비건설협회
  3. 한국공작기계산업협회
  4. 한국건설기계산업협회
(정답률: 71%)
  • 기계설비법 시행령 제16조에 의거하여, 기계설비 유지관리교육에 관한 업무를 위탁받아 시행하는 기관은 대한기계설비건설협회입니다.
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44. 고압가스 안전관리법령에서 규정하는 냉동기 제조 등록을 해야 하는 냉동기의 기준은 얼마인가?

  1. 냉동능력 3톤 이상인 냉동기
  2. 냉동능력 5톤 이상인 냉동기
  3. 냉동능력 8톤 이상인 냉동기
  4. 냉동능력 10톤 이상인 냉동기
(정답률: 61%)
  • 고압가스 안전관리법 시행령 제5조(용기 등의 제조등록)에 따라, 냉동기 제조 등록 대상은 냉동능력이 $3\text{톤}$이상인 냉동기를 제조하는 경우입니다.
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45. 다음 중 고압가스 안전관리법령에 따라 500만원 이하의 벌금 기준에 해당하는 경우는?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉠, ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 62%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 고압가스 제조 신고를 하지 않고 제조한 경우(㉠)와 특정고압가스 사용신고자가 안전관리자를 선임하지 않은 경우(㉡)가 500만원 이하의 벌금 기준에 해당합니다.

    오답 노트
    고압가스 수입업 등록 미이행(㉢) 및 운반업 등록 미이행(㉣): 300만원 이하의 벌금 대상
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46. 전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 저항기
  4. 계기용변압기
(정답률: 68%)
  • 전류의 측정 범위를 확대하기 위해서는 측정기(전류계)와 병렬로 저항을 연결하여 전류를 분산시켜야 하며, 이때 사용하는 장치가 분류기입니다.

    오답 노트
    배율기: 전압의 측정 범위를 확대하기 위해 직렬로 연결하는 장치
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47. 절연저항 측정 시 가장 적당한 방법은?

  1. 메거에 의한 방법
  2. 전압, 전류계에 의한 방법
  3. 전위차계에 의한 방법
  4. 더블브리지에 의한 방법
(정답률: 78%)
  • 절연저항은 매우 높은 저항값을 측정해야 하므로, 고전압을 인가하여 누설 전류를 측정하는 전용 계측기인 메거에 의한 방법이 가장 적당합니다.
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48. 저항 100Ω의 전열기에 5A의 전류를 흘렀을 때 소비되는 전력은 몇 W 인가?

  1. 500
  2. 1000
  3. 1500
  4. 2500
(정답률: 66%)
  • 전류와 저항값이 주어졌을 때 소비전력을 구하는 공식을 사용합니다.
    $$\text{전력} = \text{전류}^2 \times \text{저항}$$
    $$P = 5^2 \times 100$$
    $$P = 2500$$
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49. 유도전동기에서 슬립이 “0”이라고 하는 것은?

  1. 유도전동기가 정지 상태인 것을 나타낸다.
  2. 유도전동기가 전부하 상태인 것을 나타낸다.
  3. 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이다.
  4. 유도전동기가 제동기의 역할을 한다는 것이다.
(정답률: 76%)
  • 슬립은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 비율로 나타낸 것입니다.
    슬립이 $0$이라는 것은 실제 회전속도가 동기속도와 완전히 일치함을 의미합니다.
    $$\text{실제속도} = (1 - s) \times \text{동기속도}$$
    $$\text{실제속도} = (1 - 0) \times \text{동기속도}$$
    $$\text{실제속도} = \text{동기속도}$$
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50. 논리식 중 동일한 값을 나타내지 않는 것은?

(정답률: 64%)
  • 불 대수 법칙을 이용하여 각 식을 간소화하면 정답을 찾을 수 있습니다.
    $\overline{X(X+Y)}$는 흡수 법칙에 의해 $X$가 되며, $XY + X\overline{Y}$는 $X(Y + \overline{Y}) = X \cdot 1 = X$가 됩니다. 또한 $(X+Y)(X+\overline{Y})$는 전개 시 $XX + X\overline{Y} + XY + Y\overline{Y} = X(X + \overline{Y} + Y) + 0 = X$가 되어 모두 $X$와 동일한 값을 가집니다.
    반면, 는 $X\overline{X} + XY = 0 + XY = XY$가 되어 다른 값들을 나타냅니다.
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51. it = Im sinwt 인 정현파 교류가 있다. 이 전류보다 90° 앞선 전류를 표시하는 식은?

  1. Im coswt
  2. Im sinwt
  3. Im cos(wt+90°)
  4. Im sin(wt-90°)
(정답률: 62%)
  • 삼각함수의 위상 관계에서 $\cos \omega t$는 $\sin \omega t$보다 위상이 $90^\circ$ 앞서 있습니다. 따라서 $i_t = I_m \sin \omega t$보다 $90^\circ$ 앞선 전류는 $I_m \cos \omega t$로 표시합니다.
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52. i = Im1 sinwt + Im2 sin(2wt+θ)의 실효값은?

(정답률: 66%)
  • 서로 다른 주파수를 가진 정현파들의 합으로 이루어진 전류의 실효값은 각 성분 실효값의 제곱 합의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \sqrt{\frac{I_{m1}^2 + I_{m2}^2}{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \sqrt{\frac{I_{m1}^2 + I_{m2}^2}{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sqrt{\frac{I_{m1}^2 + I_{m2}^2}{2}}$$
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53. 그림과 같은 브리지 정류회로는 어느 점에 교류입력을 연결하여야 하는가?

  1. A-B점
  2. A-C점
  3. B-C점
  4. B-D점
(정답률: 67%)
  • 브리지 정류회로에서 교류 입력은 다이오드의 극성이 서로 다른 지점에 연결하고, 직류 출력은 극성이 서로 같은 지점에서 인출합니다. 따라서 회로에서 교류 입력은 B-D점에 연결해야 합니다.
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54. 추종제어에 속하지 않는 제어량은?

  1. 위치
  2. 방위
  3. 자세
  4. 유량
(정답률: 72%)
  • 추종제어는 목표값의 변화에 따라 위치, 방위, 자세, 각도, 거리 등 기계적 변위를 제어하는 방식입니다.

    오답 노트
    유량: 프로세스 제어에 해당함
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55. 직류·교류 양용에 만능으로 사용할 수 있는 전동기는?

  1. 직권 정류자 전동기
  2. 직류 복권 전동기
  3. 유도 전동기
  4. 동기 전동기
(정답률: 57%)
  • 직권 정류자 전동기는 계좌권선과 전기자 권선이 직렬로 접속되어 있어, 직류 전압과 교류 전압 모두에서 동일한 방향으로 회전할 수 있는 만능 전동기(universal motor)입니다.
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56. 배율기의 저항이 50kΩ, 전압계의 내부 저항이 25kΩ이다. 전압계가 100v를 지시하였을 때, 측정한 전압(V)은?

  1. 10
  2. 50
  3. 100
  4. 300
(정답률: 46%)
  • 전체저항=50,000 + 25,000=75,000
    전압계가 지시하는 전압은 전압계 내부 저항에 걸리는 전압입니다. 전체 회로에 흐르는 전류 (I)는 옴의 법칙에 따라 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
    I = V ÷ R = 100 ÷ 25,000 = 0.004A
    V = I × R = 75,000 × 0.004 = 300V
  • 전압계의 내부 저항과 배율기의 저항 합에 비례하여 측정 전압이 결정됩니다.
    ① $V = V_{ind} \times \frac{R_m + R_s}{R_m}$
    ② $V = 100 \times \frac{25 + 50}{25}$
    ③ $V = 300$
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57. 아래 그림의 논리회로와 같은 진리값을 NAND소자만으로 구성하여 나타내려면 NAND소자는 최소 몇 개가 필요한가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 63%)
  • 제시된 회로의 논리식은 $X = (A \cdot B) + \bar{C}$ 입니다. 이를 NAND 게이트로만 변환하면 $X = \overline{\overline{(A \cdot B)} \cdot C}$가 되며, $\overline{A \cdot B}$를 만드는 NAND 소자 1개와 그 결과와 $C$를 입력으로 하여 최종 출력을 내는 NAND 소자 1개가 필요하므로 총 2개가 최소 수량입니다.
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58. 궤환제어계에 속하지 않는 신호로서 외부에서 제어량이 그 값에 맞도록 제어계에 주어지는 신호를 무엇이라 하는가?

  1. 목표값
  2. 기준 압력
  3. 동작 신호
  4. 궤환 신호
(정답률: 65%)
  • 목표값은 제어계가 도달해야 할 기준이 되는 값으로, 외부(사용자)에서 설정하여 입력해 주는 신호입니다.

    오답 노트
    궤환 신호: 출력값이 다시 입력측으로 돌아오는 신호
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59. 그림과 같은 전자릴레이회로는 어떤 게이트 회로인가?

  1. OR
  2. AND
  3. NOR
  4. NOT
(정답률: 50%)
  • 회로 분석 결과, 스위치 S를 누르면(입력 1) 릴레이 A와 Z가 동작하며, Z의 b접점이 개방되어 출력 RL이 소등(출력 0)됩니다. 즉, 입력이 1일 때 출력이 0이 되는 NOT 게이트의 논리 구조를 가집니다.
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60. 제어량에 따른 분류 중 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 압력
  2. 유량
  3. 온도
  4. 속도
(정답률: 62%)
  • 프로세스 제어는 주로 화학 공정이나 플랜트에서 다루는 온도, 압력, 유량, 액위 등의 물리량을 제어하는 것을 의미합니다. 속도는 프로세스 제어가 아닌 기계적 제어나 서보 제어 영역에 해당합니다.
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4과목: 유지보수 공사관리

61. 급수배관 시공 시 수격작용의 방지 대책으로 틀린 것은?

  1. 플래쉬 밸브 또는 급속 개폐식 수전을 사용한다.
  2. 관 지름은 유속이 2.0~2.5m/s 이내가 되도록 설정한다.
  3. 역류 방지를 위하여 체크 밸브를 설치하는 것이 좋다.
  4. 급수관에서 분기할 때에는 T 이음을 사용한다.
(정답률: 53%)
  • 수격작용(Water Hammer)을 방지하려면 밸브를 천천히 닫아야 합니다. 플래쉬 밸브나 급속 개폐식 수전은 밸브가 갑자기 닫히므로 수격작용을 유발하는 원인이 됩니다.

    오답 노트
    플래쉬 밸브 또는 급속 개폐식 수전을 사용한다: 급격한 폐쇄로 인해 수격작용을 유발함
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62. 다음 중 사용압력이 가장 높은 동관은?

  1. L관
  2. M관
  3. K관
  4. N관
(정답률: 75%)
  • 동관은 벽 두께에 따라 사용 압력이 결정되며, K관이 가장 두껍기 때문에 사용 압력이 가장 높습니다.

    오답 노트
    L관: K관보다 얇음
    M관: L관보다 얇음
    N관: 가장 얇음
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63. 공조설비 중 덕트설계시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 덕트 내 정압손실을 적게 설계할 것
  2. 덕트의 경로는 가능한 최장거리로 할 것
  3. 소음 및 진동이 적게 설계할 것
  4. 건물의 구조에 맞도록 설계할 것
(정답률: 81%)
  • 덕트의 길이가 길어질수록 공기 마찰에 의한 정압 손실이 증가하므로, 덕트 경로는 가능한 한 최단거리로 설계하여 효율을 높여야 합니다.

    오답 노트
    덕트의 경로는 가능한 최장거리로 할 것: 최단거리로 설계해야 손실이 적음
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64. 가스배관 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건물 내 배관은 안전을 고려, 벽, 바닥 등에 매설하여 시공한다.
  2. 건축물의 벽을 관통하는 부분의 배관에는 보호관 및 부식방지 피복을 한다.
  3. 배관의 경로와 위치는 장래의 계획, 다른 설비와의 조화 등을 고려하여 정한다.
  4. 부식의 우려가 있는 장소에 배관하는 경우에는 방식, 절연조치를 한다.
(정답률: 75%)
  • 가스배관은 누설 시 위험성이 크기 때문에 특별한 경우를 제외하고는 건물 내에서 노출배관으로 시공하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    벽, 바닥 등에 매설하여 시공한다: 가스배관은 노출 시공이 원칙임
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65. 증기배관 중 냉각 레그(cooling leg)에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 완전한 응축수를 회수하기 위함이다.
  2. 고온증기의 동파 방지시설이다.
  3. 열전도 차단을 위한 보온단열 구간이다.
  4. 익스팬션 조인트이다.
(정답률: 68%)
  • 냉각 레그(cooling leg)는 증기 배관의 끝단에서 증기를 냉각시켜 응축수로 변환함으로써, 응축수를 완전하게 회수하기 위해 설치하는 구간입니다.
  • 열교환기와 같은 증기설비에서는 Cooling Leg (냉각 다리)를 설치하여 잔여 증기의 응 축이 원활하게 되기 위하여 보온을 하지 않아야 합니다.
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66. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 표면시공이 좋아야 한다.
  2. 재질자체의 모세관 현상이 커야 한다.
  3. 보냉 효율이 좋아야 한다.
  4. 난연성이나 불연성이어야 한다.
(정답률: 77%)
  • 보온재는 습기가 침투하면 단열 성능이 급격히 떨어지므로, 물을 빨아들이는 모세관 현상이 작아야(낮아야) 합니다.
  • 모세관 현상( )은 액체 속에 모세관(가는 관)을 넣었을 때 모세 관 내의 액체면이 외부의 액체면보다 높거나 낮아지는 현상이다.
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67. 신축 이음쇠의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 벨로즈형
  2. 플랜지형
  3. 루프형
  4. 슬리브형
(정답률: 67%)
  • 신축 이음쇠는 온도 변화에 따른 배관의 수축과 팽창을 흡수하는 장치로, 벨로즈형, 루프형, 슬리브형 등이 있으며 플랜지형은 배관 연결을 위한 접합 부품입니다.
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68. 고압 증기관에서 권장하는 유속기준으로 가장 적합한 것은?

  1. 5~10m/s
  2. 15~20m/s
  3. 30~50m/s
  4. 60~70m/s
(정답률: 49%)
  • 증기관의 권장 유속은 압력에 따라 구분하며, 고압 증기관의 경우 $30 \sim 50\text{m/s}$를 기준으로 합니다.

    오답 노트
    저압 증기관: $15 \sim 30\text{m/s}$
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69. 증기난방의 환수방법 중 증기의 순환이 가장 빠르며 방열기의 설치위치에 제한을 받지 않고 대규모 난방에 주로 채택되는 방식은?

  1. 단관식 상향 증기 난방법
  2. 단관식 하향 증기 난방법
  3. 진공환수식 증기 난방법
  4. 기계환수식 증기 난방법
(정답률: 64%)
  • 진공환수식 증기 난방법은 관내를 진공 상태로 만들어 응축수를 빠르게 환수시키므로 순환 속도가 가장 빠르고, 방열기 설치 위치의 제한이 없어 대규모 난방에 가장 적합합니다.

    오답 노트
    단관식 상향/하향: 순환 속도가 느리고 방열기 위치 제한이 있음
    기계환수식: 진공 상태가 아니므로 진공환수식보다 순환 속도가 느림
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70. 온수난방 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 온수 방열기마다 반드시 수동식 에어벤트를 부착한다.
  2. 배관 중 공기가 고일 우려가 있는 곳에는 에어벤트를 설치한다.
  3. 수리나 난방 휴지시의 배수를 위한 드레인 밸브를 설치한다.
  4. 보일러에서 팽창탱크에 이르는 팽창관에는 밸브를 2개 이상 부착한다.
(정답률: 75%)
  • 보일러의 안전을 위해 팽창관이나 안전관에는 어떠한 밸브도 설치해서는 안 됩니다. 밸브 설치 시 폐쇄될 경우 압력 상승으로 인한 폭발 위험이 있기 때문입니다.
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71. 강관에서 호칭관경의 연결로 틀린 것은?

(정답률: 65%)
  • 강관의 호칭관경에서 $A$는 $\text{mm}$, $B$는 $\text{inch}$ 단위를 의미하며, $25.4\text{mm}$가 $1\text{inch}$에 해당합니다. 따라서 $25\text{A}$는 $1\text{B}$와 연결되는 것이 맞습니다.
    $$\text{올바른 연결: } 25\text{A} = 1\text{B}$$
    따라서 는 잘못된 연결입니다.
  • * ① 25A : 1/2B
    * 'A'는 안지름 기준, 'B'는 바깥지름 기준으로 표시하는 강관 호칭입니다. 따라서 직접적인 비교는 어렵습니다. 일반적으로 25A 강관의 바깥지름은 약 33.4mm이며, 1/2B 강관의 바깥지름은 약 21.7mm입니다. 따라서 연결이 틀립니다.
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72. 펌프주위 배관에 관한 설명으로 옳은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 3번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 2, 3번 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 펌프의 흡입측에는 압력계를, 토출측에는 진공계(연성계)를 설치한다.
  2. 흡입관이나 토출관에는 펌프의 진동이나 관의 열팽창을 흡수하기 위하여 신축이음을 한다.
  3. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향해 1/50~1/100의 올림구배를 준다.
  4. 토출관의 게이트밸브 설치높이는 1.3m 이상으로 하고 바로 위에 체크밸브를 설치한다.
(정답률: 72%)
  • 펌프의 흡입측 수평배관은 공기 고임을 방지하고 원활한 흡입을 위해 펌프 방향으로 $1/50 \sim 1/100$의 올림구배를 주는 것이 정석입니다.

    오답 노트
    펌프의 흡입측에는 진공계, 토출측에는 압력계를 설치해야 함
    토출관의 게이트밸브 설치높이는 $0.6\text{m}$이상으로 함
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73. 중·고압 가스배관의 유량(Q)을 구하는 계산식으로 옳은 것은? (단, P1 : 처음압력, P2 : 최종압력, d : 관 내경, l : 관 길이, s : 가스비중, K : 유량계수 이다.)

(정답률: 64%)
  • 중·고압 가스배관의 유량 $Q$는 유량계수, 압력차, 관 내경, 관 길이, 가스비중의 관계식으로 결정됩니다.
    $$\text{정답 식: } Q = K \sqrt{\frac{(P_1^2 - P_2^2) d^5}{s \cdot l}}$$
    따라서 가 옳은 식입니다.
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74. 보온재의 열전도율이 작아지는 조건으로 틀린 것은?

  1. 재료의 두께가 두꺼울수록
  2. 재질 내 수분이 작을수록
  3. 재료의 밀도가 클 수록
  4. 재료의 온도가 낮을수록
(정답률: 66%)
  • 열전도율은 물질의 밀도가 높을수록(고체 > 액체 > 기체 순) 커지는 성질이 있습니다. 따라서 재료의 밀도가 클수록 열전도율이 높아지므로, 열전도율이 작아지는 조건으로는 틀린 설명입니다.
  • 재료의 밀도가 작을수록 (다공성일수록): 공기는 열전도율이 매우 낮은 물질입니다. 따라서 재료 내에 공기를 많이 함유하는 다공성 구조일수록 열전도율이 낮아집니다. 밀도가 크다는 것은 재료가 촘촘하게 채워져 있다는 의미이므로 열전도율이 높아질 가능성이 큽니다.
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75. 다음 중 증기사용 간접가열식 온수공급 탱크의 가열관으로 가장 적절한 관은?

  1. 납관
  2. 주철관
  3. 동관
  4. 도관
(정답률: 63%)
  • 증기 간접가열식 온수공급 탱크의 가열관은 열을 빠르게 전달하는 전열성, 부식에 견디는 내식성, 그리고 가공성이 모두 우수한 동관이 가장 적합합니다.

    오답 노트
    납관: 독성이 있고 강도가 낮음
    주철관: 전열성이 낮고 충격에 약한 취성이 높음
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76. 펌프의 양수량이 60m3/min이고 전양정이 20m일 때, 벌류트 펌프로 구동할 경우 필요한 동력(kW)은 얼마인가? (단, 물의 비중량은 9800 N/m3이고, 펌프의 효율은 60%로 한다.)

  1. 196.1
  2. 200.2
  3. 326.7
  4. 405.8
(정답률: 53%)
  • 펌프의 실제 동력은 비중량, 유량, 양정을 곱한 이론 동력을 펌프 효율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\gamma Q H}{\eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{9800 \times (60 / 60) \times 20}{0.6 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $P = 326.7$
    단, 유량 $Q$는 $\text{m}^3/\text{min}$ 단위를 $\text{m}^3/\text{s}$로 변환하여 대입하였으며, 결과값의 단위는 $\text{kW}$입니다.
  • 공식: 양수펌프P=QHK/6.12*효율, K = 손실양정 안주면 무시
    Q=60m3/min <--- 양수량
    H=20m, <--- 전양정
    P=(60*20)/(6.12*0.6) = 326.797[kW]
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77. 다음 중 주철관 이음에 해당되는 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 열간 이음
  3. 타이튼 이음
  4. 플라스턴 이음
(정답률: 61%)
  • 주철관의 이음 방법 중 하나인 타이튼 이음은 고무 링을 사용하여 수밀성을 확보하는 기계적 이음 방식입니다.
  • 플라스턴 이음 plastan이음 : 동관이나 연관의 접합에 땜납 대신 납과 주석을 분말 상태에서 합금하여 이것을 중성 용제로 혼합한 플라스턴을 이음 부분에 삽입하고 토치램프로 가열하여 접합하는 일.
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78. 전기가 정전되어도 계속하여 급수를 할 수 있으며 급수오염 가능성이 적은 급수방식은?

  1. 압력탱크 방식
  2. 수도직결 방식
  3. 부스터 방식
  4. 고가탱크 방식
(정답률: 71%)
  • 수도직결 방식은 상수도 본관의 압력을 그대로 이용하여 급수하므로 전기가 정전되어도 급수가 가능하며, 별도의 저수조를 거치지 않아 물탱크 오염 가능성이 매우 적은 방식입니다.

    오답 노트
    고가탱크 방식: 정전 시 급수는 가능하나, 탱크 내 물의 오염 가능성이 있음
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79. 도시가스의 공급설비 중 가스 홀더의 종류가 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 중수식
  3. 무수식
  4. 고압식
(정답률: 67%)
  • 가스 홀더는 크게 저압식과 중/고압식으로 분류됩니다. 저압식에는 유수식과 무수식이 있으며, 고압식에는 원통형과 구형이 있습니다. 따라서 중수식은 가스 홀더의 종류에 해당하지 않습니다.
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80. 강관의 두께를 선정할 때 기준이 되는 것은?

  1. 곡률반경
  2. 내경
  3. 외경
  4. 스케줄번호
(정답률: 68%)
  • 강관의 두께를 결정하는 표준 규격을 스케줄 번호(Schedule Number, Sch)라고 하며, 이를 통해 관의 호칭지름과 두께를 선정합니다.
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